[发明专利]采用独立差动单端转换器的收发机结构及差动收发机

说明书

本发明公开了一种采用独立差动单端转换器的收发机结构及差动收发机，涉及射频通信芯片领域，解决了现有的收发机共享一个差动单端转换器所产生的负载效应显著增加的技术问题。本发明包括发射机输出级、发射机匹配电路、接收机输入级、接收机匹配电路、第一差动单端转换器、第二差动单端转换器、多工器、信号输入输出端口；所述信号输入输出端口的数量为1个。本发明妥善解决了发射机与接收机因共享一个差动单端转换器而产生的负载效应，使得收发机与接收机保有良好电性性能；同时，本发明共用一个信号输入输出端口，节省了封装针脚数目，简化印刷电路板的设计，提升了芯片的竞争力。

技术领域

本发明涉及射频通信芯片技术领域，尤其涉及一种采用独立差动单端转换器的收发机结构及差动收发机。

背景技术

传统收发机电路中，使用了差动技术(differential)具备许多好处：以发射机来说，如图1a所示，一般来说晶体管可承受的电压峰值有限，为了提升输出功率只能不断提升输出电流，进而造成负载阻抗降低，当阻抗降得太低会导致匹配困难，此时使用差动架构可在维持相同信号电流的情形下直接增加输出电压，不但提升输出功率同时还增加负载阻抗，进一步降低匹配难度。以接收机来说，如图1b所示，接收机面对环境中存在的各种干扰，若采取差动型式的设计，这些环境干扰噪声在差动输入端则常以共模噪声(common-modenoise)的形式出现，而良好的差动设计可消除共模噪声，又能保持输入信号不受影响。

当收发机采用差动架构时，由于系统端最终通常只用一个天线端口，而天线端口又是单端信号，因此，必须经过多级的电路处理，如图2所示，这些电路包含收发机各自的匹配电路，将发射机与接收机电路结合的多工器，以及最后的差动单端转换器。传统上这些电路元件都配置于印刷电路板上，并使用表面贴装元件工艺(SMD,Surface Mount Device)来实现，好处是弹性较大，可不断尝试SMD元件搭配以达到理想中的特性，然而，使用过多SMD元件不但增加成本，同时也会增加印刷电路板的面积，因此，近年来渐渐往芯片内部整合输入输出电路的趋势来发展。

将输入输出电路收进芯片内，发射机与接收机采用差动结构也有许多电性上的好处，发射机可增加输出功率，接收机可增进抗噪声能力。然而由于天线通常为单端设计，差动结构的收发机还需要差动单端转换器将信号转能单端形式。现有技术中发射机与接收机常共享一个差动单端转换器，然而，这样的结构使得发射机与接收机之间的负载效应会大幅，提升设计难度，尤其发射机与接收机需要的阻抗通常落差很大，匹配难度也相应提升；如图3所示，发射机大信号输出时，过大的电压甩动可能损坏接收机的前级电路。因此，如何设计多工器以降低收发机之间的负载效应是亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种采用独立差动单端转换器的收发机结构及差动收发机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种采用独立差动单端转换器的收发机结构，包括发射机输出级、发射机匹配电路、接收机输入级、接收机匹配电路、第一差动单端转换器、第二差动单端转换器、多工器和信号输入输出端口；所述信号输入输出端口与所述多工器连接；

所述发射机输出级、发射机匹配电路、第一差动单端转换器、多工器依次连接；所述接收机输入级、接收机匹配电路、第二差动单端转换器、多工器依次连接。

优选的，所述多工器包括第一开关、第二开关、电感及电容；所述第一开关、电感、电容及第二开关依次连接；所述第一开关、第二开关分别与所述第一差动单端转换器、第二差动单端转换器连接。

优选的，所述第一开关、第二开关均为MOSFET晶体管；所述第一差动单端转换器、第二差动单端转换器均为线圈型电磁耦合元件。